Устройство для увеличения силы сцепления колес транспортного средства с опорной поверхностью Советский патент 1988 года по МПК B60B15/00 

4;

о

4

СО

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для улучшения проходимости пу- те.м увеличения силы сцепления веду- Ш.ИХ колес и снижения их буксования.

Цель изобретения - повышение эффективности работы и снижение материалоемкости.

На фиг. 1 показана схема устройства для увеличения силы сцепления колес; на фиг. 2 - схема сравнения угловых ско- ростей ведущих и ведомых колес; на фиг. 3 - узел сравнения вторых производных от угловой скорости колес; на фиг. 4 - генератор механических колебаний с механизмом включения.

Транспортное средство включает генераторы 1 механических колебаний с механизмами 2 включения, установленные на ведомой оси 3, генераторы 4 механических колебаний с механизмами 5 включения, установленные на ведуш.ей оси 6, трубопровод 7, соединяющий генераторы 1 и 4 колебаний с источником 8 сжатого воздуха, логический блок 9, состоящий из узла 10 сравнения угловых скоростей ведущих и ведомых колес и узла 11 сравнения вторых производных угловых скоростей ведущих и ведомых, колес от сигнала датчиков угловых скоростей, датчики 12 и 13 угловых скоростей левого и правого ведомых колес, датчики 14 и 15 угловых скоростей левого и правого ведущих колес соответственно. Узел 10 сравнения угловых скоростей включает в себя логический элемент И 16, соединенный с датчиками 12 и 13 угловых скоростей, логический элемент И 17, соединенный с датчиками 14 и 15 угловых скоростей, логические элементы И 18 и 19, логические элементы НЕ 20 и 21 и логический элемент ИЛИ 22. Узел 11 сравнения вторых производных угловых скоростей включает в себя дифференциаторы 23 и 24, триггеры Шмидта 25, логические элементы И 26-29, логические элементы НЕ 30-33 и логические эле- менты ИЛИ 34 и 35. Генератор 1 механических колебаний содержит цилиндр 36. поршень 37 со щтоком, пружину 38, корпус 39 клапана, клапан 40 и пружину 41. Механизмы включения 2 и 5 содержат седло 42 клапана, клапан 43, пружину 44 и электромагнит 45.

Устройство работает следующим образом.

При движении транспортного средства без буксования вед,ущих колес ведомые колеса вращаются. Сигналы с датчиков 12 п 13 угловых скоростей поступают на элемент 16, а сигналы с датчиков 14 и 15 - на элемент 17. С элементов 16 и 17 одновременно поступают сигналы на элемент 18, с которого сигнал подается на элемент 20, на выходе которого в этом случае сигнал от- сутствует. С элемента 16 сигнал подается на элемент 21, с которого сигнал на элемент 19 не подается. Сигнал с элемента 17 подается на элемент 19, но из-за отсутствия

5

0 0

5

0

5

5

0

сигнала с элемента 21 сигнал на выходе элемента 19 отсутствует, а значит на входе и выходе элемента 22 сигнал отсутствует. При этом не подается ток на обмотки электромагнита 45, клапан 43 под действием пружины 44 опущен на седло 42 клапана, воздух из трубопровода 7 не поступает в полость А цилиндра 36, порщень 37 под действием пружины 38 остается неподвижным и колебания не создаются, сила инерции отсутствует. При торможении с невысокой эффективностью, при служебных торможениях и при торможении без блокирования колес сигналы с датчиков 12-15 угловых скоростей поступают на входы дифференциаторов 23, а с их выходов сигнал подается на входы дифференциаторов 24. Дважды продифференцированный сигнал поступает на входы триггеров Шмидта 25, настроенных на заранее определенную пороговую величину входного сигнала, определяемую величиной скорости изменения замедления колеса при его блокировании. Поступающий на триггеры Шмидта 25 сигнал с дифференциаторов 24 при указанных режимах торможения меньше пороговой величины, триггер Шмидта закрыт и сигнал на его выходе отсутствует, а значит отсутствуют сигналы на элементах 34 и 35. При этом механизм 2-включения, связанный с элементом 34, и механизмы 5 включения, связанные с элементом 35, закрыты и не пропускают сжатый воздух из источника 8 в генераторы 1 и 4 колебаний.

На скользком ледяном покрытии при трогании транспортного средства с места начинается интенсивное буксование ведущих колес, а ведомые колеса неподвижны. При этом с датчиков 12 и 13 угловых скоростей и на выходе элемента 16 сигналы отсутствуют. С датчиков 14 и 15 угловых скоростей сигналы поступают на вход элемента 17, в результате на выходе элемента 17 есть сигнал, который подается на вход эле.мента 18, но из-за отсутствия сигнала с эле.мента 16 на выходе элемента 18 сигнал отсутствует. На входе элемента 20 сигнал отсутствует, значит на его выходе есть сигнал, который подается на вход элемента 22. На выходе последнего в это.м случае есть сигнал, который подается на электро.магнит 45 механизмов 5 включения генераторов 4 колебаний ведущей оси 6 транспортного средства. Под действием сигнала электромагнит 45 поднимает клапан 43 от седла 42 клапана, преодолевая усилие пружины 44. Сжатый воздух из источника 8 по трубопроводу 7 через зазор между клапаном 43 и седлом 42 клапана поступает в подпоршневую полость А цилиндра 36. Поршень 37, преодолевая усилие пружины 38, перемещается вверх и, выбрав зазор, толкает щтоком клапан 40, при этом воздух из полости А подается в полость Б цилиндра 36. Клапан 40 открывается от корпуса 39 клапана и, преодолевая

усилие пружины 41, поднимается, давая возможность воздуху из полостей А и Б уходить в атмосферу. Давление в полости А падает, и под действием пружины 38 поршень 37 опускается в исходное положение, а клапан 40 под действием пружины 41 опускается на корпус 39 клапана, перекрывая полость А от атмосферы. В результате процесс повторяется.

При колебаниях поршня в цилиндре на колесо, помимо статической нагрузки Р, обус- ловленной весом транспортного средства, действует сила инерции Ф, изменяюш,аяся по закону, близкому к гармоническому

Ф mau sinwt, где m - масса поршня;

а, (О - амплитуда и частота колебаний поршня соответственно.

В этом случае нормальная реакция N также изменяется по закону

N Р + rnaco sincot.

Максимальное значение Ымакс возрастает на гпасо,а сила тяги N.vaKc становится равной

FT f Р ( 1 +

гласи

F

) 1 эФ Р,

-где ( ) -эффективный коэффициент трения.

Параметры колебаний выбираются из условия неотрывности колеса от дороги maor Р.

Поэтому предельное значение эффектив- ного коэффициента трения , т.е. он возрастает вдвое, увеличивая силу тяги по сцеплению также в два раза, в результате чего транспортное средство начинает двигаться, а с датчиков 12 и 13 угловых скоростей ведомых колес появляются сигналы и на выходе элемента 22 пропадает сигнал. При отсутствии сигнала с элемента 22 электромагнит 45 перестает втягивать клапан 43, который под действием пружины 44 опускается на седло 42 клапана, перекрывая тем самым поступление сжатого воздуха. Устройство приходит в начальное состояние.

При экстренном торможении или при торможении на скользкой дороге колеса быстро выходят на грань блокирования, при котором максимальная тормозная сила по сцеп- лению равна Хмакс ф. Р, где Р - вертикальная нагрузка на колесо; ф - коэффи- циент трения. При этом резко возрастает скорость изменения углового замедления. Сигналы с датчиков 12 и 13 угловых скоростей, дважды дифференцируемые диффе- ренциаторами 23 и 24 попадают на входы триггеров Шмидта 25. Если по крайней мере один сигнал на входе триггера Шмидта 25 превышает пороговую величину, на его выходе появляется сигнал. Если на вход элемента 26 поступил один сигнал с триг- гера 25, на выходе элемента 26 и на входе элемента 31 сигнал отсутствует, а на выходе последнего и на входе элемента 34 сигнал есть, тогда на выходе элемента 34 также есть сиг

5

.

0

05

г 0 5

нал, который поступает на механизм 2 вклю- ведомой оси 3. При этом магнит 45 втягивает клапан 43, сжатый воздух поступает в полость .А цилиндра 36 и генератор 1 колебаний начинает работать, создавая увеличение нормальной реакции на колесах ведомой оси. Если поступают одновременно два сигнала, то они поступают на вход элемента 27, на выходе которого появляется сигнал, идуший на вход элемента 34, с гныхода которого он поступает на электрома1-нит 45. С увеличением вертикальной нагрузки, колеса получают воз.можность углового перемещения одновременно со скольжением, скорость из.менения углового замедления падает, сигналы на входах триггеров Шмидта 25 становятся меньше пороговой величины, в результате чего пропадают сигналы на выходе триггера 25, на выходе элемента 34 и на электромагните 45. При этом под дей- ствие.м пружины 44 клапан 43 перекрывает поступление сжатого воздуха и генератор колебаний перестает работать. В результате вертикальная нагрузка на колесо снижается, колесо блокируется, скорость изменения углового замедления возрастает и процесс работы повторяется. Аналогичный процесс происходит на ведущей оси. С датчиков 14 и 15 дважды продифференцированные на дифференциаторах 23 и 24 сигналы поступают на входы триггеров 25. Если есть сигнал с одного триггера Шмидта 25, то он поступает на элемент 28, на выходе которого и на входе элемента 32 сигнала нет, на выходе элемента 32 и на входе элемента 35 сигнал есть. Значит на выходе последнего также есть сигнал, который поступает на механизм 5 включения генератора 4 колебаний ведущей оси 6. Два сигнала одновременно посту пают на вход эле- .мента 29, тогда на выходе элемента 29 и на входе и выходе элемента 35 есть сигнал, который поступает на электромагнит 45 механизма 5 включения, и генератор 4 начинает работать. Увеличение вертикальной нагрузки на ведущее колесо вследствие возникшей силы инерции дает возможность колесу проворачиваться, при этом сигналы на выходах триггеров 25 пропадают, механизм включения перекрывает подачу сжатого воздуха в генератор 4 колебаний, вертикальная нагрузка снижается из-за отсутствия сил инерции, колеса блокируются, появляются сигналы на выходах триггеров 25 и процесс повторяется.

Формула изобретения

I. Устройство для увеличения силы сцеп- «тения колес транспортного средства с опорной поверхностью, содержащее ра.му с закрепленными на ней балками мостов веду- одих колес и устройство их догружения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы и снижения материалоемкости, устройство догружения выполнено в виде генераторов механических колебаний

с вертикальным вектором, установленных на указанных балках мостов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор механических колебаний выполнен в виде нормально закрытого пневмо- клапана и пневмоцилнндра с подпружиненным поршнем со штоком для взаимодействия с указанным пневмоклапаном.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для улучшения проходимости путем увеличения силы сцепления ведущих колес и снижения их буксования. Цель изобретения - повышение эффективности работы и снижение материалоемкости. Генераторы механических колебаний 1 и 4, установленные на балках мостов, снабжены механизмами включения 2 и 5, которые соединены в логическом блоке 9 с узлом сравнения 10 и датчиками угловых скоростей 12-15. В логический блок 9 введен также узел сравнения 11 вторых производных угловых скоростей ведущих и ведомых колес. При начинающемся интенсивном буксовании ведущих колес сигналы с датчиков угловых скоростей подаются в логический блок, который включает генераторы механических колебаний, и последние догружают ведущие колеса, что увеличивает силу сцепления их с опорной поверхностью и снижает буксование. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. I СО

Фиг-З

Фиг, 2

45

Фие.